Search

Provedena je kemijska modifikacija prirodnog zeolita (PZ) porijeklom iz Vranjske Banje s vodenom otopinom Fe(NO3)3 u acetatnom puferu pri pH=3,6 te s otopinom NaOH i NaNO3. Dobiveni Fe(III)-modificirani zeolit (FeZ) pokazao je 3-4 puta veći kapacitet vezivanja cinka i kadmija u odnosu na prirodni. Modifikacijom nije došlo do promjena u strukturi i mineraloškom sastavu, a povećao se volumen pora i količina natrijevih iona kao rezultat ionske izmjene i neutralizacije negativnog naboja nastalog tijekom modifikacije. Upravo povećana količina natrijevih iona povećava kapacitet FeZ prema ionima cinka i kadmija. Ispitan je utjecaj pH i koncentracije otopine metalnih iona, veličine čestica i mase zeolita izražene preko S/L omjera (engl. soli/ liquid), te vremena kontakta zeolit-otopina na vezivanje cinka i kadmija na PZ i FeZ. Ravnotežni rezultati za različite koncentracije otopina cinka i kadmija i dvije veličine čestica PZ i FeZ su testirani prema izotermnim modelima: Langmuir, Freundlich, Temkin, Dubinin-Radeuskevich, Sips, Toth i Hill. Dimenzijskom analizom dobile su se vrijednosti ravnotežnih parametara koji su neovisni o S/L omjeru i početnim koncentracijama. Kinetički rezultati su testirani prema reakcijskim (Lagergren-ov model pseudo prvog reda i Ho-ov model pseudo drugog reda) i difuzijskim kinetičkim modelima (Dvostruko-eksponencijalni, Weber-Morris, Bangham, Vermeulenova aproksimacija i Model difuzije kroz laminarni film). Ustanovljeno je da je difuzija kroz česticu najsporiji stupanj koji odreñuje brzinu procesa. Iz izračunatih parametara modela dobivene su modelne krivulje ovisnosti količine vezanog metalnog iona po gramu zeolita o vremenu. Dvostruko-eksponencijalni model i model prema Vermeulen-ovoj aproksimaciji pokazali su slaganje u cijelom ispitivanom vremenskom intervalu te su odabrani za predviñanje količine vezanja cinka i kadmija za proizvoljno odabranu početnu koncentraciju. Ispitivanjem desorpcije cinka i kadmija iz zasićenih uzoraka modificiranih zeolita u ultračistoj vodi različitih početnih pH, utvrñeno je da ne dolazi do desorpcije cinka i kadmija, dok je desorpcija značajna u otopinama NaCl, NaNO3 i KCl. Tijekom četiri uzastopna ciklusa zasićivanja i regeneracije iste mase FeZ nije došlo do smanjenja kapaciteta što ukazuje na izvrsna sorpcijsko-regeneracijska svojstva FeZ. Chemical modification of natural zeolite (NZ) originated from the Vranjska Banja deposit has been performed with the aqueous solution of Fe(NO3)3 at pH=3.6 and with NaOH and NaNO3 solutions. Fe(III)-modified zeolite (FeZ) has shown 3-4 times higher capacity towards cadmium and zinc compare to the natural zeolite. The modification did not cause changes in the structure and mineralogical composition, but it increased the pore volume and the amount of sodium as a result of ion exchange and neutralization of the negative charge created during the modification. The increased sodium content is responsible for the higher removal capacity of FeZ toward zinc and cadmium. The effect of pH and concentration of the metal ions solution, the particle size and the mass of zeolite expressed by S/L ratio (solid/liquid), and the contact time of zeolite-solution, on zinc and cadmium removal on NZ and FeZ have been investigated. Equilibrium results for different concentrations of Zn and Cd and two particle sizes of NZ and FeZ have been tested according to the isothermal models: Langmuir, Freundlich, Temkin, Sips, Toth, DubininRadeuskevich and Hill. The dimensional analysis has been applied and equilibrium parameters which are independent of S/L ratio and the initial concentrations have been obtained. Kinetic results were tested according to the reaction kinetic model (Lagergren's pseudo-first-order and Ho's pseudo-second-order) and diffusion kinetic models (Doubleexponential, Weber-Morris, Bangham, Vermeulen's approximation and diffusion through the laminar film). It has been found that the diffusion through the particle is the rate limiting step of process. The model curves for metal ions uptake per gram of zeolite vs. time were obtained from the calculated parameters of the models. It has been found that the Double-exponential model and Vermeulen's approximation fit throughout the whole examinated time interval. Hence, these models have been selected for predicting the quantity of zinc and cadmium uptake at chosen time and at chosen initial concentration. The investigation of desorption of zinc and cadmium from saturated modified zeolites in ultrapure water of different initial pH has shown that saturated zeolites do not release zinc and cadmium, while they are released in NaCl, KCl and NaNO3 solutions. During four consecutive cycles of saturation and regeneration of the same FeZ mass the capacity remained unchanged, indicating excellent sorption-regeneration properties of FeZ.

U sklopu istraživanja putem Ankete su prikupljeni podatci o tehničko–tehnološkim karakteristikama triju hotela i jednog doma za starije i nemoćne osobe smještenih na području Splitsko–dalmatinske županije. Anketa je sadržavala podatke o izvoru vodoopskrbe, vrsti konstrukcijskog materijala razvodne i unutarnje mreže, o sustavu grijanja i tipu bojlera, o vremenu rada svakog objekta, te o potrošnji vode. U razdoblju od 2009. do 2012. godine analizirano je 425 uzoraka tople vode iz sva četiri objekta zajedno. U uzorcima su određeni fizikalno–kemijski pokazatelji (temperatura, pH, koncentracija slobodnog rezidualnog klora, Fe, Zn, Cu, Mn, Ca i Mg), te prisutnost i koncntracija bakterija Legionella spp.. Spearmanovim koeficijentom korelacije utvrđene su korelacije fizikalno–kemijskih pokazatelja i tehničko–tehnoloških karakteristika toplovodnih sustava s prisutnošću Legionella spp.. Temperatura je bitan čimbenik za razvoj biofilmova i u negativnoj je korelaciji s pojavom Legionella spp.. Iznad vrijednosti medijana od 53,10°C Legionella spp. je određena samo u dvama uzorcima, što znači da više temperature negativno utječu na kolonizaciju Legionella spp.. Dokazano je da slobodni rezidualni klor nije djelotvoran dezinficijens, jer je Legionella spp. identificirana u uzorcima bez i sa slobodnim rezidualnim klorom. Metalni ioni prisutni u vodi nastaju kao produkti korozije. Utvrđene su pozitivne korelacije koncentracija Fe i Zn s Legionella spp., dok je dokazano inhibitorno djelovanje veće koncentracije Cu na koncentraciju Legionella spp.. U 30,2% uzoraka vode iz toplovodnog sustava s pocinčanim cijevima identificirana je Legionella spp., a u 26,1% iz sustava s plastičnim cijevima. Ova razlika nije značajna, što se objašnjava pozitivnim djelovanjem organskih aditiva na razvoj Legionella spp., a koji dospijevaju u vodu iz građe plastičnih cijevi i gumenih brtvi. Također su i u sustavima s plastičnim cijevima ugrađeni razni metalni dijelovi, koji su podložni koroziji i pridonose povećanoj koncentraciji metalnih iona u vodi. Određen je približno isti broj uzoraka pozitivnih na Legionella spp. neovisno o vrsti sustava za pripremu tople vode. The research through the survey included data collection on the technical and technological characteristics from three hotels and one home for the elderly and disabled located in the Split – Dalmatia County. The survey included data on water supply source, type of construction material for the distribution and internal networks, heating system and water heater type, working hours of each facility, and water consumption. In the period from 2009 to 2012, 425 hot water samples from all four facilities have been analysed. Physical and chemical parameters (temperature, pH, free chlorine residual concentrations, Fe, Zn, Cu, Mn, Ca and Mg) were determined in the samples, as well as the presence and concentration of bacteria Legionella spp.. The Spearman correlation coefficient determined the correlations between the physical and chemical parameters and technical and technological characteristics of heating systems and the presence of Legionella spp.. The temperature is an important factor for the development of biofilms and it is in negative correlation with the appearance of Legionella spp.. Above the median value of 53.10°C, Legionella spp. has been determined in only two samples, which means that higher temperatures negatively affect the colonisation of Legionella spp.. It was proven that the free chlorine residual is not an efficient disinfectant, because Legionella spp. has been identified in samples with and without the free chlorine residual. Metal ions present in water occur as products of corrosion. Positive correlations between the Fe and Zn concentrations and Legionella spp. were established, while the inhibitory effect of a higher Cu concentration on Legionella spp. concentration was proven. Legionella spp. was identified in 30.2% of the water samples from the heating system with galvanised pipes, as well as in 26.1% of the samples from systems with plastic pipes. This difference is not significant, which is explained by the positive effect of organic additives that enter water from the structure of plastic pipes and rubber seals on the development of Legionella spp.. Systems with plastic pipes also have various metal parts, which are subject of corrosion and contribute to an increased concentration of metal ions in the water. Approximately the same number of samples positive to Legionella spp. was established regardless on the type of the hot water preparation system.

Istraživana su međudjelovanja u mješavinama amorfnog poli(vinil-klorida) (PVC) i kristalastog poli(etilen-oksida) (PEO) različite molekulske mase u otopini, taljevini i čvrstom stanju. Istraživana je i toplinska postojanost mješavina bez i s dodatkom poli(etilen-glikola) (PEG). Podatci dobiveni viskozimetrijskim mjerenjima ukazuju da su PVC i PEO različitih molekulskih masa u otopini mješljivi u svim omjerima, pri čemu se interakcije (međudjelovanje) u mješavini smanjuju povećanjem molekulske mase PEO-a. Analizom spektara istraživanih mješavina snimljenih infracrvenom spektroskopijom s Fourierovom transformacijom (FT-IR) nije potvrđeno postojanje vodikove veze α-vodikovog atoma iz CHCl skupine PVC-a i kisikovog atoma iz PEO-a, kao ni utjecaj molekulske mase PEO-a na interakcije istraživanih mješavina. Nisu uočene značajnije promjene na FTIR spektrima koje bi ukazivale na utjecaj dodatka PEG-a na interakcije u istraživanim mješavinama. Temeljem postojanja dvaju staklišta koja odgovaraju staklištima čistih polimera i činjenici da dodatak PVC-a značajno ne snižava talište i kristalište, kao ni stupanj kristalnosti PEO-a u mješavini, može se zaključiti da su PVC i PEO različite molekulske mase djelomično mješljivi, ali samo pri znatnom udjelu PVC-a u mješavini. Nadalje, na osnovi postojanja dvaju staklišta na spektrima dobivenim dinamičko mehaničkom analizom (DMA) istraživanih mješavina koji se međusobno približavaju, može se potvrditi da su PVC i PEO različite molekulske mase djelomično mješljivi. Dodatak PVC-a mješavini PVC/PEO poboljšava njena mehanička svojstva. Dodatak PEG-a u mješavine PVC/PEO rezultira djelomičnom mješljivosti u cijelom području istraživanih sastava, a uočene interakcije su izraženije kod mješavina s PEO-om veće molekulske mase. Rezultati toplinske i termooksidacijske razgradnje istraživanih polimera i njihovih mješavina pokazali su da je PEO toplinski stabilniji od PVC-a i da se dodatkom PEO-a poboljšavaju toplinska i termooksidacijska stabilnost istraživanih mješavina. Dodatak PEG-a pogoršava toplinsku stabilnost mješavina PVC/PEO, odnosno ubrzava proces dehidrokloriranja PVC-a. Međutim, kod mješavina s PEO-om veće molekulske mase uočeno je da se dodatkom PEG-a poboljšava toplinsku stabilnost. Proces dinamičke termogravimetrijske (TG) razgradnje svih istraživanih mješavina odvija se po Avrami-Erofeevom kinetičkom modelu. Izračunate su konstante brzine (k) procesa dinamičke TG razgradnje istraživanih mješavina, a njihova ovisnost oeksperimentalnim temperaturama razgradnje ukazuje na toplinsku stabilnost mješavina. Dodatak PEO-a stabilizira sustav, što je u skladu sa zaključcima analize izotermne i dinamičke TG razgradnje u inertu. Dodatak PEG-a također snižava odgovarajuće vrijednosti konstante brzine reakcije. The interaction of amorphous poly(vinyl chloride) (PVC) in a blend with a semicrystalline poly(ethylene oxide) (PEO) of different molecular weights in solution, melt and solid state were investigated. The thermal stability of the blends and the effect of poly(ethylene glycol) (PEG) addition on the thermal stability, were invetigated as well. The results obtained by dilute solution viscosimetry measurements indicated that PVC and PEO of different molecular weights are miscible in the solution in all proportions, and that interactions in the blends decreases with the increase of PEO molecular weight. Analysis of the Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) spectra of the investigated blends has not confirmed the existence of hydrogen bonds, as well as the effect of PEO molecular weight. There were no significant changes in the FT-IR spectra that would indicate the effect of PEG addition on interaction in the investigated blends. Based on the existence of two glass transition temperatures, which corresponds to the PVC and PEO glass transition temperatures and the small depression of the PEO melting and crystallization temperature, as well as the degree of crystallinity, it can be concluded that PVC and PEO of different molecular weight are only slightly miscible in the melt at elevated PVC content. Furthermore, based on the existence of two glass transition temperatures in the spectra that are approaching each other, obtained by dynamic mechanical analysis (DMA), it can be confirmed that the PVC and PEO of different molecular weight are partially miscible. PVC addition improves the mechanical properties of the blends. PEG addition resulted in partially miscibility and observed interactions are more pronounced in blends of PEO with higher molecular weight. Results of thermal and thermooxidative degradation of the investigated polymers and their blends showed that PEO is thermally more stable than PVC and that PEO addition improved thermal and thermooxidative stability of the blends. PEG addition deteriorates thermal stability of investigated blends and can accelerate the dehydrochlorination of PVC, respectively. However, PEG addition into blends of PEO with higher molecular weight improved the thermal stability of investigated blends. The process of non-isothermal thermogravimetry (TG) degradation of the investigated blends occurs through mechanism like those represented by the Avrami-Erofeev kinetic model. Rate constant (k) of the non-isothermal degradation were calculated, indicating blendthermal stability. The addition of PEO reduces the rate constant what is in accordance with results obtained from TG and DTG curves. PEG addition reduces the rate constant, as well.